Когда компьютеры были большими и древними. Часть первая

При помощи постоянно совершенствующих программ компрессии, что уменьшают объём видео и аудио, позволили существенно увеличить энное количество файлов на носителях, но с ощутимой потерей качества. И ничего не поделаешь – что-то находим, а что-то теряем!

Флешки USB собой заменили серебром блестящие диски. Blu-ray Disc не успел полностью завоевать рынок, так как отпала необходимость хранить у себя жёсткие носители, ибо место только понапрасну занимают в помещении. К тому времени Интернет нарастил небывалые скорости передачи информации. Зачем хранить у себя любимый фильм, когда его можно посмотреть в онлайн-кинотеатре и в высоком разрешении. При желании, хранить нужные файлы всегда можно в облачных сервисах, что доступны в любую секунду. Очки Google Glass с дополненной реальностью тоже не снискали особой популярности: вроде они есть в продаже, но желающих приобрести вещицу – не так многовато. Игровые «плойки», консоли ровненько идут по планете, но вот с каждым разом всё чаще приходится создавать передовые модели с навороченным «железом», ибо им трудно поспевать за компьютерами-боярами. Ибо Intel и AMD летят вперёд чуть ли не с космической скоростью, конкурируя друг с другом. Где уж консолям за ними поспеть?!

Недавно демонстрировался новейший игровой движок от игрового гиганта Epic Unreal Engine 5 – от сего диву даёшься! Вот же она – настоящая фотореалистичность, до мельчайшей песчинки… что даже страх берёт. Практически каждый год, а возможно и месяц, мы стоим теперь на пороге чего-то нового, невиданного, что удивляемся сему всё меньше и меньше. Если вдруг на наших глазах из зёрнышка лимона, что буквально вот-вот зарыли в землю, вырастет дерево, то мы вряд ли испытаем неописуемый восторг. Скорее примем как должное, ибо мы давно привыкли, что сейчас прогресс растёт как на дрожжах. По мановению волшебной палочки в некотором смысле.

И в какой-то мере осталась, наверное, любознательность: что происходило раньше? Когда деревья… то есть компьютеры ещё были большими, как сервант, шкаф-стенка. Как оно всё развивалось, и в особенности в нашей стране? Когда появился самый что ни на есть первый компьютер? Здесь и сейчас мы и пройдёмся по страницам, так скажем, компьютерной истории.

Ну-ка! Где там наши манускрипты?

Больше, чем шифоньер

В далёком-предалеком 1937 году в невыносимых муках родился механизм под названием – Z1, благодаря немецкому инженеру Конраду Цузе, в соавторстве с Гельмутом Шрайером. Экспериментальная модель, и пользу, как таковую, нужную она не приносила. Двоичная система счисления, полученные результаты отображались на ламповой панели. В 1949 году появился Z2, созданная на основе телефонных реле. В отличие от Z1 новая машина считывала инструкции перфорированной 35-миллиметровой киноплёнкой. И эта модель также не применялась нигде на практике. Годом позже – Z3, и данный механизм уже смело можно назвать первым действующим программируемым компьютером.

Устройство «Марк 1», задуманное профессором Говардом Эйкеном, и выпущенное IBM в 1941 году представляло собой нечто уникальное – первый в Америке программируемый компьютер. Машина стоила полмиллиона долларов, и применялась для разработки оборудования в ВМФ США, для торпед и средств подводного обнаружения. И кажется, что малоприятно звучит, – в атомной отрасли… для создания бомб.

У нас же, в Советском Союзе, первенцем следует назвать МЭСМ, созданный в Киеве, в институте электротехники АН УССР. Если расшифровать аббревиатуру, то выйдет проще простого – Малая Электронная Счётная Машина (МЭСМ). Без витиеватостей и всякого мудрствования. Над его появлением на свет трудился коллектив учёных под руководством С.А. Лебедева. А шёл тогда 1948 год. И как следует догадаться, в те непростые годы партийные руководители с подозрением относились к появлению загадочной и технически непонятной машины, которая в будущем может думать! Ибо мыслить – в принципе прерогатива лежала на коммунистических деятелях, но никак не на бездушном агрегате. Благо, что на сторону электронной машины встали многие учёные, которые видели в ней большущий потенциал и как необходимый научный инструмент в будущем.

После перевода в Москву в 1952 году, в Институт точной механики и вычислительной техники академик Лебедев принялся за производство нового электронно-вычислительного устройства – Большой Электронной Счетной Машины (БЭСМ). Следует заметить, что принцип построения новой ЭВМ во многом заимствован у ранней разработки Лебедева. Реализация данного проекта послужила началом самой успешной серии советских компьютеров. Их производительность достигла 10 тысяч элементарных операций в секунду. И, пожалуй, общеизвестно, что первые отечественные компьютеры были ламповыми и занимали они (БЭСМ Лебедева) места порядка 100 кв. метров. Такие размеры даже вообразить сложно в наше время, но факт остаётся фактом. В 1958 году вышел БЭСМ-2 с модернизированной оперативной памятью. В 1959 году следующая разработка Лебедева – ЭВМ М-20, с производительностью двадцать тысяч операций в секунду. Предусматривалось некоторое совмещение выполняемых команд. В машине реализованы возможности написания программ на мнемокодах. Этих моделей выпустили всего двадцать штук в то послевоенное время.

В Древнем мире…

Стоп! Уже зевота пробивается, того гляди и заснёт читатель на самом наискучнейшем месте. Ну, БЭСМ… ну, двадцать тысяч операций в секунду… И что? Кого-нибудь этими циферками разве порадуешь?! «Железные мамонты» они и есть мамонты эпохи, когда компьютеры были большими. Если уж пошла эдакая «катавасия», то не мешает сказать, что компьютеры по своему истинному назначению появились гораздо раньше. Двадцатый век тут абсолютно не причём. И как мы знаем, их первоначальная задачка икс – это считать и ещё раз считать, хитроумно манипулируя числами, от нуля и выше, до бесконечности. Отсюда ясно как день – первое похожее устройство появилось ещё до появления электричества, до теории Дарвина, до теории Ньютона о всемирном тяготении…

Одним словом, прародителем современной вычислительной техники можно дерзновенно и недвусмысленно назвать арифметические счёты, что впервые появились в Древнем Вавилоне, и называли их – абак. Механизм абака был достаточно прост, и представлял собой доску с линиями. Расчеты производились с помощью расставления камней или иных предметов на этих линиях. Ничего по сути сложного, и ребёнок годовалый освоил бы. Спустя какое-то время в Китае появился усовершенствованный абак, который китайцы переименовали на свой лад – суаньпань. Через счеты протягивали веревки, на которые нанизывали косточки в виде шариков. Счетная доска позволяла производить четыре основные операции: сложение, вычитание, умножение и деление в том числе. Кроме этого существовала возможность извлекать кубические и квадратные корни. Разве не прелесть! Так и хочется выкинуть свой калькулятор и приобрести эту «игрушку».

Но тут, на наше счастье, в Греции, в Древней Греции создали устройство, позволяющее свершать астрономические вычисления. Его нарекли (в наше неугомонное время) – антикитерским механизмом в честь острова, неподалеку от которого механизм был найден. Эта таинственная штука состояла из зубчатых шестеренок внутри деревянного корпуса, с размещенными снаружи циферблатами. Позже каталонский мыслитель Раймунд Луллий придумал логическую машину с бумажными кругами, выстроенными в троичной логике и разделенными линиями на специальные отделения. Метод луллизма распадается на две части: первая знакомит нас с операциями, которые должен производить человеческий дух для совершения открытий. Это, собственно, и есть «Ars Magna», «искусство открывать всё, что способна открыть человеческая наука по любому вопросу, как частному, так и общему». Сложное построение в комбинации слов, но лучше оставим это для мистиков и кабалистов. Однако и это чем вам не компьютер?

Следующий, кто там у нас? А! Леонардо да Винчи! В своих дневниках он описал 13-разрядное устройство с десятью кольцами для суммирования. Схожий механизм разработали намного позднее, лишь в XX веке по чертежам художника и изобретателя.

Первый – пошёл!

Ученый Вильгельм Шиккард – немецкий астроном, математик и картограф начала XVII века. В 1623 году изобрел, напридумал одну из первых счетных машин. Важную роль в жизни ученого Вильгельма Шиккарда к тому же сыграл великий астроном Иоганн Кеплер. Первая их встреча состоялась осенью 1617 года. Тогда Кеплер проезжал через Тюбинген в Леонберг, где его мать была обвинена в колдовстве… ну, инквизиция и всё такое. Между учеными началась интенсивная переписка и произошло ещё несколько других важных встреч (в течение недели в 1621 г. и позже на протяжении трех недель). Вильгельм Шиккард построил для коллеги-астронома прибор для наблюдения за кометами. Кроме того, Шиккард создал – может статься, по просьбе великого астронома – и своеобразный вычислительный инструмент. Кеплер выразил свою благодарность, отправив ему несколько своих работ, две из которых сохранились в библиотеке Университета Тюбингена.

Кеплер являлся большим поклонником логарифмов Напьера и написал о них коллеге из Тюбингена, который в 1623 году спроектировал первые «счетные часы» Rechenuhr.

Машина состояла из трех основных частей:

множительного устройства в виде шести вертикальных цилиндров с нанесенными на них числами палочек Напьера, спереди закрытого девятью узкими пластинками с отверстиями, которые можно двигать влево и вправо;

механизма записи промежуточных результатов, составленного из шести вращающихся ручек, на которые нанесены цифры, видимые сквозь отверстия в нижнем ряду;

десятичного 6-разрядного сумматора, сделанного из 6 осей, на каждую из которых насажен диск с 10 отверстиями, цилиндр с цифрами, колесо с 10 зубьями, поверх которого закреплено колесо с 1 зубом (для переноса) и дополнительных 5 осей с колесами с 1 зубом.

После ввода, множимого путем вращения цилиндров с помощью ручек, открывая окошки пластинок, можно произвести последовательное умножение единиц, десятков и так далее, складывая промежуточные результаты с помощью сумматора. Однако дизайн машины имел недостатки и не мог работать в том виде, в котором он сохранился до наших дней. Сама конструкция и ее чертежи надолго забылись в ходе Тридцатилетней войны. В общем, она отдалённо чем-то напоминает наши ЭВМы. Уже тогдашний глаз учёного видел грядущее, развитие технического прогресса.